Состояние и тенденции развития ЭВМ

1. Состояние и тенденции развития ЭВМ

Классификация ЭВМ
Большие ЭВМ
Малые ЭВМ
Персональные компьютеры
Супер ЭВМ
Переносные компьютеры

2. Электронно вычислительная машина, компьютер-комплекс технических средств, предназначенных для информационных задач.

автоматической обработки информации в
процессе решения вычислительных и
информационных
задач.

3. По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ), и гибридные (ГВМ)

Вычислительные
машины
АВМ
ГВМ
ЦВМ

4.

Аналоговые вычислительные
машины(АВМ)-вычислительные
машины непрерывного действия,
работают с информацией
представленной в непрерывной
(аналоговой) форме, т.е в виде
непрерывного ряда значений
какой-либо физической величины
(чаще всего электрического
напряжения

5.

Цифровые
вычислительные
машины (ЦВМ)-
вычислительные машины
дискретного действия,
работают с информацией,
представленной в
дискретной, а точнее в
цифровой форме.

6.

Гибридные вычислительные
машины(ГВМ)-вычислительные
машины комбинированного
действия, работают с
информацией, представленной и в
цифровой, и аналоговой форме; они
совмещают в себе достоинства
АВМ и ЦВМ.ГВМ целесообразно
использовать для решения задач
управления сложными
быстродействующими техническим
комплексами.

7. Классификация ЭВМ по этапам создания

По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно
делятся на поколения:
1-е поколение,50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах.
2-е поколение,60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых
приборах (транзисторах);
3-е покоение,70-е годы: ЭВМ на полупроводниковых интегральных
схемах с малой и средней степенью интеграции(сотни- тысячи
транзисторов в одном корпусе);
4-е поколение,80-е годы: ЭВМ набольших и сверх больших
интегральных
схемах
микропроцессорах
(десятки
тысячмиллионы транзисторов в одном кристалле);
5-е поколенике,90-е годы: ЭВМ с многими десятками параллельно
работающих
микропроцессоров,
позволяющих
строить
эффективные системы обработки знаний.
6-е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВм с массовым
паралелизом и нейронной структурой-с распределенной сетью
большого числа(десятки тысяч) несложных микропроцессоров,
моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

8. Классификация ЭВМ по назначению.

Вычислительные
машины
По
назначению
ЭВМ
можно
разделить
на
три группы:
Универсальные (общего
назначения),
проблемноориентированные и
специализированные.
Универсальные
ПроблемноОриентированные
Специализированные

9. Универсальные ЭВМ

Предназначены для решения самых различных
инженерно технических задач: экономических, математических, информационных и
других задач, отличающихся сложностью
алгоритмов и большим
объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных
вычислительных комплексах.

10. Характерные черты универсальных ЭВМ:

Высокая производительность;
Разнообразие форм обрабатываемых
данных.
Обширная номенклатура выполняемых
операций.
Большая емкость оперативной памяти;
Развитая организация системы ввода-вывода
информации, обеспечивающая подключение
разнообразных видов внешних устройств.

11. Проблемно–ориентированные ЭВМ

Служат для решения более узкого круга задач,
связанны, как правило, с управлением
технологическими объектами; регистрацией,
накоплением и обработкой относительно
небольших объемов данных; выполнение
расчетов по относительно несложным
алгоритмам; они обладают ограниченным по
сравнению с универсальным ЭВМ
аппаратными и программными ресурсами.
К проблемно ориентированным ЭВМ можно
отнести, в ,частности, всевозможные
управляющие вычислительные комплексы.

12. Специализированные ЭВМ

Используются
для
решения
или
реализации строго определенной группы
функций. Такая узкая ориентация ЭВМ
позволяет четко специализировать их
структуру, существенно снизить их
сложность и стоимость при сохранении
высокой
производительности
и
надежности и работы.

13.

К
специализированным
ЭВМ
можно
отнести, например, программируемые
микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контролеры, выполняющие логические функции управления
отдельными несложными техническими
устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных
систем.

14. Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям

По размера и
функциональным
возможностям
ЭВМ можно
разделить на
сверхбольшие
(супер ЭВМ),
большие, малые,
сверхмалые
(микро ЭВМ).
Малые
ЭВМ
и микро
ЭВМ
Вычислительные
машины
СуперЭВМ
Большие ЭВМ

15. Функциональные возможности. ЭВМ обслуживают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:

Быстродействие.
Разрядность и формы представления чисел.
Номенклатура, емкость и быстродействие
всех запоминающих устройств.
Номенклатура и технико-экономические
характеристики внешних устройств хранения.
Способность ЭВМ работать с несколькими
пользователями одновременно.и.т.д.

16. Немного истории:

Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база
которых прошла путь от электронных ламп до интегральных
схем со сверхвысокой степенью интеграции. Производительность больших ЭВМ оказалась недостаточной для ряда задач:
прогнозирования метеообстановки, управления сложными
оборонными комплексами, моделирования экологических
систем и.т.д. Это явилось предпосылкой для разработки и
создания Супер ЭВМ, самых мощных вычислительных систем,
интенсивно развивающихся в настоящее время.

17.

Появление в 70-хг. малых ЭВМ обусловлено, с одной
стороны, прогрессом в области электронной
элементной
базы,
а
с
другой
стороныизбыточностью ресурсов больших ЭВМ для ряда
приложений. Малые ЭВМ используются чаще всего
для управления технологическими процессами. Они
более компактны и значительно дешевле больших
ЭВМ.
Дальнейшие успехи в области электронной элементной
базы и архитектурных решений, привели к
возникновению супермини –ЭВМ- вычислительной
машины, относящийся по архитектуре, размерам и
стоимости
к
классу
малых
ЭВМ,
но
по
производительности сравнимой с большой ЭВМ.
Изобретение в1969г. Микропроцессора (МП) привело
к появлению в 70-хгг. Еще одного класса ЭВМ-микро
ЭВМ. Именно наличие МП служило первоначально
определяющим признаком микро ЭВМ. Сейчас
микропроцессоры используются во всех без
исключения классах ЭВМ.

18. Классификация микро ЭВМ.

Микро ЭВМ
Универсаль-
ные
многопользовательские
Однопользовательские
(персональные)
Специализи-
рованные
Многопользовательские
(серверы)
Однопользовательские
(рабочие
станции)

19. Многопользовательские микро ЭВМ.

Это мощные микро ЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что
позволяет эффективно работать на них сразу
нескольким пользователям.

20. Персональные компьютеры

Однопользовательские
микро ЭВМ,
удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.

21. Рабочие станции(work station)

Представляют
собой
однопользовательские
мощные микро ЭВМ,
специализированные
для выполнения определенного
вида
работ
(графических, инженерных, издательских, и.т.д.

22. Серверы (server)

Многопользовательские
мощные микро ЭВМ в
вычислительных сетях,
выделенные для обработки запросов от всех
станций сети.

23.

24.

Большие ЭВМ за рубежом часто называют минфреймами. К минфреймам относят, как правило,
компьютеры, имеющие следующие характеристики:
Производительность не менее 10 MIPS
Основная память емкостью от 64 до 10000 Мбайт.
Внешняя память не менее 50 Гбайт
Многопользовательский режим работы

25.

Основные направления эффективного
применения мэйнфейнеров - это
решение научно-технических задач,
работа в вычислительных системах
с пакетной обработкой информации,
работа с большими базами данных,
управление вычислительными
сетями и их ресурсами.

26.

27.

Малые ЭВМ - надежные
недорогие и удобные
в эксплуатации
компьютеры,
обладающие
несколько более
низкими по
сравнению с
мейнфреймами
возможностями.

28. Мини ЭВМ обладают следующими характеристиками

Производительность
до100 MIPS
Емкость основной памяти4-512Мбайт
Емкость дисковой памяти2-100Гбайт
Число поддерживаемых
пользователей - 16-512

29.

К достоинствам мини ЭВМ
можно отнести:
специфическую
архитектуру с большой
модульностью, лучше,
чем у мейнфреймов,
соотношение
производительность/цен
а, повышенная точность
вычислений.

30.

31. Персональный компьютер для удовлетворения требованиям общедоступности и универсальности применения должен иметь следующие

характеристики:

32.

Малую
стоимость, находящуюся в пределах
доступности для индивидуального покупателя.
Автономность эксплуатации без специальных
требований окружающей среды к условиям.
Гибкость архитектуры, обеспечивающую ее
адаптивность к разнообразным применениям в
сфере управления, науки, образования, в быту.
Дружественность операционной системы и
прочего программного обеспечения, обуславливающую возможность работы с ней пользователь без специальной профессиональной
подготовки.
Высокую надежность работы (более 5000 ч
наработки на отказ)

33. Персональные компьютеры можно классифицировать по ряду признаков.

По поколениям ПК делятся следующим образом:
ПК 1-го поколения - используют 8-битные
микропроцессоры;
ПК 2-го поколения используют 1-битные
микропроцессоры;
ПК 3-го поколения используют 32-битные
микропроцессоры;
ПК 4-го поколения используют 64-битные
микропроцессоры

34. Классификация ПК по конструктивным особенностям

ПК
Стационарные
(настольные)
Персональные
Электронные
Портативные
Блокноты
Карманные
Электронные
секретари
записные
книжки.

35.

36.

К супер ЭВМ относят
мощные
многопроцессорные
вычислительные
машины с
быстродействием
сотни миллионов десятки
миллиардов
операций в секунду.

37. Из истории:

Первая супер ЭВМ была задумана в
1960 г. И создана в 1972 г., а
начиная с 1974 года лидерство в
разработке супер ЭВМ захватила
фирма Cray Research, выпустившая
ЭВМ Cray1 производительностью
160 MFLOPS и объемом оперативной памяти 64 Мбайта,а в 1984 г.
ЭВМ
Crey2-2000
MFLOPS
объемом оперативной памяти – 2
Гбайта. Классическое соотношение,
ибо критерий сбалансированности
ресурсов ЭВМ-каждому производительности
процессора
должно
соответствовать не менее 1 Мбайта
оперативной памяти.

38.

39.

Сервер - выделенный для обработки
запросов от всех станций вычислительной сети, компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к
общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных,
библиотекам программ, принтерам,
факсам и др.) и распределяющий эти
ресурсы. Такой универсальный сервер
часто называют сервером приложений.

40. Также существуют такие виды серверов, как:

Специализированные
серверы
Файл-сервер
Архивационный сервер
Факс-сервер
Почтовый сервер
Сервер печати
Сервер
телеконференций.

41.

42.

Переносные компьютеры – быстроразвивающийся подкласс персональных компьютеров.
Большинство персональных компьютеров
имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключатся и к сети. В
качестве видеомониторов у них применяются плоские с видеопроектором
жидкокристаллические дисплеи.

43.

Переносные компьютеры весьма
разнообразны: от громоздких и
тяжелых (до 15 кг) портативных
рабочих станций
до миниатюрных
электронных записных книжек
массой около 100 грамм.

44. Виды переносных компьютеров:

Портативные рабочие станции - наиболее мощные и
крупные переносные ПК. Они оформляются часто в
виде чемодана.
Портативные (наколенные) компьютеры – оформляются в виде чемоданчиков размером с дипломат,
их масса обычно в пределах 5-10 кг.
Компьютеры
блокноты-выполняют все функции
настольных ПК. Конструктивно они оформлены в
виде миниатюрного чемоданчика(иногда со съемной
крышкой размером с небольшую книгу.
Карманные
компьютеры- имеют массу около
300г;типичные размеры в сложенном состоянии. Это
полноправные ПК, имеющие микропроцессор,
оперативную и постоянную память, портативную
клавиатуру.

45.

Электронные
секретари – имеют
формат карманного компьютера, но
более
широкие
функциональные
возможности.
Электронные
записные
книжки
относятся к легчайшей категории
портативных компьютеров. В них есть
разъем для подключения к компьютеру,
жидкокристаллический дисплей.
https://yandex.ru/video/preview/14287646916052573428